Suntikan

Pencetakan suntikan (pengacuan suntikan di USA) adalah proses pembuatan untuk mengeluarkan alat ganti dengan memasukkan bahan ke dalam acuan. Pencetakan suntikan dapat dilakukan dengan sejumlah bahan, termasuk logam, (yang prosesnya disebut diecasting), gelas, elastomer, gula-gula, dan polimer termoplastik dan termoset yang paling biasa. Bahan untuk bahagian dimasukkan ke dalam tong yang dipanaskan, dicampurkan, dan dipaksa ke dalam rongga acuan, di mana ia menyejuk dan mengeras pada konfigurasi rongga. Setelah produk dirancang, biasanya oleh pereka industri atau syarikat jurutera, cetakan dibuat oleh pembuat cetakan (atau pembuat alat) dari logam, biasanya sama ada keluli atau aluminium, dan mesin tepat untuk membentuk ciri bahagian yang diinginkan. Suntikan suntikan digunakan secara meluas untuk pembuatan pelbagai bahagian, dari komponen terkecil hingga keseluruhan panel badan kereta. Kemajuan dalam teknologi percetakan 3D, menggunakan photopolimer yang tidak mencair semasa pencetakan suntikan dari beberapa termoplastik suhu rendah, dapat digunakan untuk beberapa acuan suntikan sederhana.

Bahagian yang akan dibentuk suntikan mesti dirancang dengan teliti untuk memudahkan proses pengacuan; bahan yang digunakan untuk bahagian tersebut, bentuk dan ciri bahagian yang diinginkan, bahan acuan, dan sifat mesin cetak mesti semuanya diambil kira. Fleksibiliti pengacuan suntikan difasilitasi oleh pertimbangan dan kemungkinan reka bentuk yang luas ini.

Aplikasi

Pencetakan suntikan digunakan untuk membuat banyak perkara seperti kili kawat, pembungkusan, penutup botol, bahagian dan komponen automotif, Gameboys, sikat poket, beberapa alat muzik (dan bahagiannya), kerusi sehelai dan meja kecil, bekas simpanan, bahagian mekanikal (termasuk gear), dan kebanyakan produk plastik lain yang ada sekarang. Pengacuan suntikan adalah kaedah moden yang paling biasa untuk pembuatan bahagian plastik; ia sangat sesuai untuk menghasilkan isi yang sama dengan jumlah yang sama.

Ciri-ciri proses

Pengacuan suntikan menggunakan pelekap ram atau skru untuk memaksa lebur plastik bahan ke dalam rongga acuan; ini menguat menjadi bentuk yang sesuai dengan kontur acuan. Ia paling sering digunakan untuk memproses kedua-dua polimer termoplastik dan termoset, dengan isipadu bekas yang jauh lebih tinggi. Termoplastik lazim disebabkan oleh ciri-ciri yang menjadikannya sangat sesuai untuk cetakan suntikan, seperti kemudahan di mana ia dapat dikitar semula, fleksibiliti yang memungkinkan mereka digunakan dalam berbagai aplikasi, dan kemampuan mereka untuk melembutkan dan mengalir semasa pemanasan. Termoplastik juga mempunyai elemen keselamatan berbanding termoset; jika polimer termoset tidak dikeluarkan dari tong suntikan tepat pada masanya, penyambungan silang kimia mungkin berlaku menyebabkan skru dan injap periksa merebut dan berpotensi merosakkan mesin cetak suntikan.

Pengacuan suntikan terdiri daripada suntikan tekanan tinggi bahan mentah ke dalam acuan yang membentuk polimer ke bentuk yang dikehendaki. Acuan boleh terdiri daripada satu rongga atau beberapa rongga. Dalam pelbagai rongga rongga, setiap rongga boleh sama dan membentuk bahagian yang sama atau boleh menjadi unik dan membentuk beberapa geometri yang berbeza dalam satu kitaran. Acuan biasanya dibuat dari keluli alat, tetapi keluli tahan karat dan aluminium cetakan sesuai untuk aplikasi tertentu. Acuan aluminium biasanya tidak sesuai untuk pengeluaran dengan jumlah yang tinggi atau bahagian dengan toleransi dimensi sempit, kerana mempunyai sifat mekanik yang lebih rendah dan lebih cenderung kepada haus, kerosakan, dan ubah bentuk semasa kitaran suntikan dan pengapit; namun, acuan aluminium menjimatkan kos dalam aplikasi dengan jumlah rendah, kerana kos dan masa pembuatan acuan dikurangkan dengan ketara. Banyak acuan keluli direka untuk memproses lebih dari satu juta bahagian sepanjang hayatnya dan berharga ratusan ribu dolar untuk dibuat.

Bila termoplastik dibentuk, biasanya bahan baku pellet dimasukkan melalui hopper ke tong yang dipanaskan dengan skru timbal balik. Apabila masuk ke tong, suhu meningkat dan daya Van der Waals yang menolak aliran relatif rantai individu menjadi lemah akibat peningkatan ruang antara molekul pada keadaan tenaga terma yang lebih tinggi. Proses ini mengurangkan kelikatannya, yang membolehkan polimer mengalir dengan daya pendorong unit suntikan. Skru menghantar bahan mentah ke hadapan, mencampurkan dan menghomogenkan taburan termal dan likat polimer, dan mengurangkan masa pemanasan yang diperlukan dengan mencukur bahan secara mekanikal dan menambahkan sejumlah besar pemanasan geseran ke polimer. Bahan tersebut menyalurkan ke hadapan melalui injap periksa dan mengumpulkan di bahagian depan skru ke dalam isipadu yang dikenali sebagai a tembakan. Pukulan adalah isipadu bahan yang digunakan untuk mengisi rongga acuan, mengimbangi pengecutan, dan memberikan bantal (kira-kira 10% dari jumlah isipadu tembakan, yang tersisa di dalam tong dan menghalang skru keluar dari bawah) untuk memindahkan tekanan dari skru ke rongga acuan. Apabila bahan cukup terkumpul, bahan tersebut dipaksa pada tekanan dan halaju tinggi ke bahagian yang membentuk rongga. Untuk mengelakkan lonjakan tekanan, proses ini biasanya menggunakan posisi perpindahan yang sesuai dengan rongga penuh 95-98% di mana skru beralih dari kecepatan tetap ke kawalan tekanan tetap. Selalunya masa suntikan kurang dari 1 saat. Setelah skru mencapai kedudukan pemindahan tekanan pembungkusan dikenakan, yang menyelesaikan pengisian acuan dan mengimbangi pengecutan haba, yang cukup tinggi untuk termoplastik berbanding dengan banyak bahan lain. Tekanan pembungkusan dikenakan sehingga pintu masuk (rongga masuk) padat. Kerana ukurannya yang kecil, pintu gerbang biasanya merupakan tempat pertama untuk mengukuhkan sepanjang keseluruhan ketebalannya. Setelah gerbang menguat, tidak ada lagi bahan yang dapat memasuki rongga; dengan sewajarnya, skru membalikkan dan memperoleh bahan untuk kitaran seterusnya sementara bahan di dalam acuan menyejuk sehingga boleh dikeluarkan dan stabil dimensi. Tempoh penyejukan ini dikurangkan secara dramatik dengan penggunaan saluran pendingin yang mengedarkan air atau minyak dari pengawal suhu luaran. Setelah suhu yang diperlukan tercapai, cetakan akan terbuka dan pelbagai pin, lengan, penari telanjang, dll. Digerakkan ke depan untuk mencabut artikel tersebut. Kemudian, acuan ditutup dan prosesnya berulang.

Untuk termoset, biasanya dua komponen kimia yang berbeza disuntik ke dalam tong. Komponen-komponen ini segera memulakan reaksi kimia yang tidak dapat dipulihkan yang akhirnya memautkan bahan ke dalam rangkaian molekul yang bersambung. Semasa tindak balas kimia berlaku, dua komponen cecair secara kekal berubah menjadi pepejal viskoelastik. Pemejalan pada tong suntikan dan skru boleh bermasalah dan mempunyai kesan kewangan; oleh itu, meminimumkan pemeliharaan termoset dalam tong sangat penting. Ini biasanya bermaksud bahawa masa dan suhu kediaman prekursor kimia diminimumkan di unit suntikan. Waktu kediaman dapat dikurangkan dengan meminimumkan kapasiti isipadu tong dan dengan memaksimumkan masa kitaran. Faktor-faktor ini telah menyebabkan penggunaan unit suntikan sejuk yang diasingkan secara termal yang menyuntikkan bahan kimia yang bertindak balas ke dalam acuan panas yang terisolasi secara termal, yang meningkatkan kadar tindak balas kimia dan menghasilkan masa yang lebih singkat yang diperlukan untuk mencapai komponen termoset padat. Setelah bahagian itu padat, injap dekat untuk mengasingkan sistem suntikan dan prekursor kimia, dan acuan terbuka untuk mengeluarkan bahagian yang dibentuk. Kemudian, acuan ditutup dan prosesnya berulang.

Komponen pra-acuan atau mesin boleh dimasukkan ke dalam rongga semasa acuan terbuka, yang membolehkan bahan yang disuntik pada kitaran seterusnya membentuk dan memantapkan di sekelilingnya. Proses ini dikenali sebagai Masukkan acuan dan membenarkan bahagian tunggal mengandungi pelbagai bahan. Proses ini sering digunakan untuk membuat bahagian plastik dengan skru logam yang menonjol, yang membolehkannya diikat dan dilekatkan berulang kali. Teknik ini juga boleh digunakan untuk pelabelan dalam acuan dan penutup filem juga boleh dilekatkan pada bekas plastik yang dibentuk.

Garis pemisah, tanda sprue, tanda gerbang, dan tanda pin ejektor biasanya terdapat pada bahagian akhir. Tidak ada ciri-ciri ini yang diinginkan, tetapi tidak dapat dihindari kerana sifat prosesnya. Tanda gerbang berlaku di pintu gerbang yang bergabung dengan saluran penyampaian cairan (sprue dan runner) ke bahagian yang membentuk rongga. Garis pemisah dan tanda pin ejektor disebabkan oleh ketidaksejajaran minit, keausan, lubang gas, pelepasan untuk bahagian bersebelahan dalam gerakan relatif, dan / atau perbezaan dimensi permukaan kawin yang menghubungi polimer yang disuntik. Perbezaan dimensi boleh dikaitkan dengan ubah bentuk yang tidak seragam, disebabkan tekanan semasa suntikan, toleransi pemesinan, dan pengembangan dan pengecutan terma tidak seragam komponen acuan, yang mengalami kitaran pantas semasa fasa suntikan, pembungkusan, penyejukan, dan pelepasan proses . Komponen acuan sering direka dengan bahan dari pelbagai pekali pengembangan haba. Faktor-faktor ini tidak dapat dipertimbangkan secara serentak tanpa kenaikan astronomi dalam kos reka bentuk, fabrikasi, pemprosesan, dan pemantauan kualiti. Pereka cetakan dan bahagian yang mahir akan meletakkan kerosakan estetik ini di kawasan tersembunyi jika boleh dilakukan.

Sejarah

Pencipta Amerika John Wesley Hyatt bersama saudaranya Yesaya, Hyatt mempatenkan mesin cetak suntikan pertama pada tahun 1872. Mesin ini agak mudah dibandingkan dengan mesin yang digunakan hari ini: ia berfungsi seperti jarum hipodermik besar, menggunakan pelocok untuk menyuntik plastik melalui pemanas silinder ke dalam acuan. Industri ini berkembang dengan perlahan selama bertahun-tahun, menghasilkan produk seperti kolar, kancing, dan sikat rambut.

Ahli kimia Jerman Arthur Eichengrün dan Theodore Becker mencipta bentuk larut pertama selulosa asetat pada tahun 1903, yang jauh lebih mudah terbakar daripada selulosa nitrat. Ia akhirnya disediakan dalam bentuk serbuk dari mana ia dibentuk dengan suntikan. Arthur Eichengrün mengembangkan mesin cetak suntikan pertama pada tahun 1919. Pada tahun 1939, Arthur Eichengrün mempatenkan pencetakan suntikan selulosa asetat plastik.

Industri berkembang dengan pesat pada tahun 1940-an kerana Perang Dunia II membuat permintaan besar untuk produk yang dihasilkan secara besar-besaran. Pada tahun 1946, penemu Amerika James Watson Hendry membina mesin suntikan skru pertama, yang membolehkan kawalan yang lebih tepat terhadap kelajuan suntikan dan kualiti artikel yang dihasilkan. Mesin ini juga membolehkan bahan dicampurkan sebelum suntikan, sehingga plastik berwarna atau kitar semula dapat ditambahkan ke bahan dara dan dicampur dengan teliti sebelum disuntik. Kini mesin suntikan skru merangkumi sebahagian besar semua mesin suntikan. Pada tahun 1970-an, Hendry terus mengembangkan proses cetakan suntikan berbantukan gas pertama, yang memungkinkan pengeluaran artikel berongga yang kompleks dan cepat menyejuk. Ini sangat meningkatkan fleksibiliti reka bentuk serta kekuatan dan kemasan bahagian yang dihasilkan sekaligus mengurangkan masa pengeluaran, kos, berat dan sisa.

Industri pengacuan suntikan plastik telah berkembang selama bertahun-tahun dari menghasilkan sikat dan kancing hingga menghasilkan sebilangan besar produk untuk banyak industri termasuk automotif, perubatan, aeroangkasa, produk pengguna, mainan, paip, pembungkusan, dan pembinaan.

Contoh polimer yang paling sesuai untuk proses tersebut

Sebilangan besar polimer, kadang-kadang disebut sebagai resin, boleh digunakan, termasuk semua termoplastik, beberapa termoset, dan beberapa elastomer. Sejak tahun 1995, jumlah bahan yang tersedia untuk pengacuan suntikan telah meningkat pada kadar 750 per tahun; terdapat kira-kira 18,000 bahan yang tersedia semasa trend itu bermula. Bahan yang ada merangkumi aloi atau campuran bahan yang dikembangkan sebelumnya, jadi pereka produk dapat memilih bahan dengan set sifat terbaik dari banyak pilihan. Kriteria utama pemilihan bahan adalah kekuatan dan fungsi yang diperlukan untuk bahagian akhir, serta biaya, tetapi juga setiap bahan memiliki parameter yang berbeda untuk membentuk yang harus diambil kira. Polimer biasa seperti epoksi dan fenolik adalah contoh plastik termoset manakala nilon, polietilena, dan polistirena adalah termoplastik. Sehingga relatif baru-baru ini, mata air plastik tidak mungkin dilakukan, tetapi kemajuan sifat polimer menjadikannya sekarang cukup praktikal. Aplikasi merangkumi gesper untuk menambat dan melepaskan anyaman peralatan luar.

Equipment

Mesin cetak suntikan terdiri daripada hopper bahan, ram suntikan atau pelocok jenis skru, dan unit pemanas. Juga dikenali sebagai penekan, mereka memegang acuan di mana komponennya dibentuk. Tekanan dinilai berdasarkan tonase, yang menyatakan jumlah daya penjepit yang dapat dilakukan oleh mesin. Kekuatan ini memastikan acuan ditutup semasa proses suntikan. Kapasiti boleh berbeza dari kurang dari 5 tan hingga lebih dari 9,000 tan, dengan angka yang lebih tinggi digunakan dalam operasi pembuatan yang relatif sedikit. Jumlah daya penjepit yang diperlukan ditentukan oleh kawasan unjuran bahagian yang dibentuk. Kawasan yang diunjurkan ini dikalikan dengan kekuatan penjepit dari 1.8 hingga 7.2 tan untuk setiap sentimeter persegi kawasan yang diunjurkan. Sebagai peraturan, 4 atau 5 tan / dalam² boleh digunakan untuk kebanyakan produk. Sekiranya bahan plastik sangat kaku, ia memerlukan lebih banyak tekanan suntikan untuk mengisi acuan, dan dengan itu lebih banyak tonjolan penjepit untuk menahan acuan ditutup. Daya yang diperlukan juga dapat ditentukan oleh bahan yang digunakan dan ukuran bahagiannya; bahagian yang lebih besar memerlukan daya penjepit yang lebih tinggi.

Acuan

Acuan or mati adalah istilah umum yang digunakan untuk menerangkan alat yang digunakan untuk menghasilkan bahagian plastik dalam pengacuan.

Oleh kerana acuan mahal pembuatannya, biasanya hanya digunakan dalam pengeluaran besar-besaran di mana ribuan bahagian dihasilkan. Acuan khas dibina dari keluli keras, keluli pra-pengerasan, aluminium, dan / atau aloi tembaga berilium. Pilihan bahan untuk membina acuan adalah terutamanya ekonomi; secara amnya, acuan keluli lebih banyak kos untuk dibina, tetapi jangka hayatnya yang lebih lama akan mengimbangi kos awal yang lebih tinggi berbanding jumlah bahagian yang lebih tinggi yang dibuat sebelum usang. Acuan keluli pra-pengerasan kurang tahan pakai dan digunakan untuk keperluan isipadu yang lebih rendah atau komponen yang lebih besar; kekerasan keluli khas mereka adalah 38-45 pada skala Rockwell-C. Acuan keluli yang dikeraskan dirawat dengan panas selepas pemesinan; ini jauh lebih unggul dari segi ketahanan haus dan jangka hayat. Kekerasan khas antara 50 dan 60 Rockwell-C (HRC). Cetakan aluminium berharga lebih rendah, dan apabila dirancang dan dimesin dengan peralatan berkomputer moden boleh menjimatkan puluhan atau bahkan ratusan ribu bahagian. Tembaga berilium digunakan di kawasan acuan yang memerlukan penyingkiran haba yang cepat atau kawasan yang melihat haba ricih yang paling banyak dihasilkan. Acuan boleh dihasilkan sama ada dengan pemesinan CNC atau dengan menggunakan proses pemesinan elektrik.

Reka bentuk acuan

Acuan terdiri daripada dua komponen utama, acuan suntikan (plat A) dan acuan ejektor (plat B). Komponen-komponen ini juga disebut sebagai pembentuk and pembuat cetakan. Resin plastik memasuki acuan melalui a sariawan or get dalam acuan suntikan; selendang sprue adalah untuk menutup rapat dengan muncung tong suntikan mesin cetak dan membiarkan plastik cair mengalir dari tong ke dalam acuan, juga dikenali sebagai rongga. Batang sprue mengarahkan plastik cair ke gambar rongga melalui saluran yang dimesin ke muka plat A dan B. Saluran ini membenarkan plastik berjalan di sepanjangnya, jadi ia disebut sebagaipelari. Plastik lebur mengalir melalui pelari dan memasuki satu atau lebih gerbang khusus dan ke dalam geometri rongga untuk membentuk bahagian yang dikehendaki.

Jumlah resin yang diperlukan untuk mengisi saluran, pelari dan rongga acuan terdiri daripada "tembakan". Udara yang terperangkap dalam acuan dapat melarikan diri melalui lubang udara yang dilumurkan ke garis pemisah acuan, atau di sekitar pin dan slaid ejektor yang sedikit lebih kecil daripada lubang yang menahannya. Sekiranya udara yang terperangkap tidak dibiarkan keluar, ia dimampatkan oleh tekanan bahan masuk dan diperas ke sudut rongga, di mana ia menghalang pengisian dan juga dapat menyebabkan kecacatan lain. Udara bahkan boleh menjadi sangat mampat sehingga menyala dan membakar bahan plastik di sekitarnya.

Untuk membolehkan penyingkiran bahagian yang dibentuk dari acuan, ciri-ciri acuan tidak boleh saling bergantungan ke arah yang dibuka oleh acuan, kecuali bahagian acuan dirancang untuk bergerak dari antara overhang seperti itu apabila acuan dibuka (menggunakan komponen yang disebut Lifters ).

Sisi bahagian yang kelihatan selari dengan arah tarikan (paksi kedudukan teras (lubang) atau sisipan selari dengan pergerakan atas dan bawah acuan semasa ia dibuka dan ditutup) biasanya bersudut sedikit, disebut draf, untuk memudahkan pelepasan bahagian dari acuan. Draf yang tidak mencukupi boleh menyebabkan ubah bentuk atau kerosakan. Draf yang diperlukan untuk pelepasan acuan bergantung terutamanya pada kedalaman rongga: semakin dalam rongga, semakin banyak draf yang diperlukan. Penyusutan juga mesti diambil kira semasa menentukan draf yang diperlukan. Sekiranya kulit terlalu nipis, maka bahagian yang dibentuk akan cenderung menyusut ke teras yang terbentuk sambil menyejukkan dan menempel pada inti tersebut, atau bahagiannya mungkin melengkung, memutar, melepuh atau retak ketika rongga ditarik keluar.

Cetakan biasanya direka bentuk supaya bahagian yang dibentuk tetap berada di bahagian pelekat (B) pada acuan ketika terbuka, dan menarik pelari dan saluran keluar dari sisi (A) bersama dengan bahagiannya. Bahagian kemudian jatuh dengan bebas apabila dikeluarkan dari sisi (B). Gerbang terowong, juga dikenali sebagai gerbang kapal selam atau acuan, terletak di bawah garis pemisah atau permukaan acuan. Bukaan dimesin ke permukaan acuan pada garis pemisah. Bahagian yang dibentuk dipotong (oleh acuan) dari sistem pelari semasa dikeluarkan dari acuan. Ejector pin, juga dikenali sebagai pin knockout, adalah pin bulat yang diletakkan di kedua-dua separuh acuan (biasanya separuh ejector), yang mendorong produk acuan siap, atau sistem pelari keluar dari acuan. Penyingkiran artikel menggunakan pin, lengan baju, penari telanjang, dan lain-lain boleh menyebabkan kesan atau herotan yang tidak diingini, jadi berhati-hati semasa merancang cetakan.

Kaedah penyejukan standard adalah melalui penyejuk (biasanya air) melalui rangkaian lubang yang digerudi melalui plat acuan dan dihubungkan oleh selang untuk membentuk jalan berterusan. Penyejuk menyerap haba dari acuan (yang telah menyerap haba dari plastik panas) dan menyimpan acuan pada suhu yang betul untuk memantapkan plastik pada kadar yang paling cekap.

Untuk memudahkan penyelenggaraan dan pengudaraan, rongga dan teras dibahagikan kepada beberapa bahagian, yang disebut sisipan, dan sub-majelis, juga dipanggil sisipan, blok, Atau mengejar blok. Dengan menggantikan sisipan yang boleh ditukar ganti, satu acuan dapat membuat beberapa variasi bahagian yang sama.

Bahagian yang lebih kompleks dibentuk menggunakan acuan yang lebih kompleks. Ini mungkin mempunyai bahagian yang disebut slaid, yang bergerak ke dalam rongga yang berserenjang dengan arah tarikan, untuk membentuk ciri bahagian yang menggantung. Semasa acuan dibuka, slaid ditarik dari bahagian plastik dengan menggunakan "pin sudut" pegun pada separuh acuan pegun. Pin ini memasuki slot di slaid dan menyebabkan slaid bergerak ke belakang apabila separuh acuan yang bergerak terbuka. Bahagian itu kemudian dikeluarkan dan acuan ditutup. Tindakan menutup acuan menyebabkan slaid bergerak ke hadapan sepanjang pin sudut.

Sebilangan acuan membolehkan bahagian yang dibentuk sebelumnya dimasukkan semula untuk membolehkan lapisan plastik baru terbentuk di sekitar bahagian pertama. Ini sering disebut sebagai overmoulding. Sistem ini membolehkan pengeluaran tayar dan roda satu bahagian.

Cetakan dua pukulan atau multi-pukulan direka untuk "overmould" dalam satu putaran cetak dan mesti diproses pada mesin cetak suntikan khusus dengan dua atau lebih unit suntikan. Proses ini sebenarnya adalah proses cetakan suntikan yang dilakukan dua kali dan oleh itu mempunyai margin kesalahan yang jauh lebih kecil. Pada langkah pertama, bahan warna dasar dibentuk menjadi bentuk dasar, yang berisi ruang untuk tembakan kedua. Kemudian bahan kedua, warna yang berbeza, dibentuk dengan suntikan ke ruang tersebut. Tombol tekan dan kekunci, misalnya, dibuat oleh proses ini mempunyai tanda yang tidak dapat luntur, dan tetap dapat dibaca dengan penggunaan yang berat.

Cetakan boleh menghasilkan beberapa salinan bahagian yang sama dalam satu "tembakan". Bilangan "tayangan" di bahagian itu sering disebut sebagai peronggaan. Alat dengan satu kesan akan sering disebut acuan kesan tunggal (rongga). Cetakan dengan 2 atau lebih rongga bahagian yang sama kemungkinan akan disebut sebagai acuan berganda (rongga). Beberapa acuan jumlah pengeluaran yang sangat tinggi (seperti penutup botol) boleh mempunyai lebih daripada 128 rongga.

Dalam beberapa kes, perkakas pelbagai rongga akan membentuk serangkaian bahagian yang berbeza dalam alat yang sama. Beberapa pembuat alat memanggil cetakan keluarga ini kerana semua bahagiannya berkaitan. Contohnya termasuk kit model plastik.

Penyimpanan acuan

Pengilang berusaha keras untuk melindungi acuan khas kerana kos purata yang tinggi. Tahap suhu dan kelembapan yang sempurna dikekalkan untuk memastikan jangka hayat terpanjang bagi setiap acuan khas. Acuan khas, seperti yang digunakan untuk cetakan suntikan getah, disimpan di persekitaran yang dikawal suhu dan kelembapan untuk mengelakkan melengkung.

Bahan alat

Keluli alat sering digunakan. Keluli ringan, aluminium, nikel atau epoksi hanya sesuai untuk prototaip atau jangka masa pengeluaran yang sangat pendek. Aluminium keras moden (aloi 7075 dan 2024) dengan reka bentuk acuan yang betul, dapat dengan mudah membuat acuan yang mampu mencapai 100,000 bahagian atau lebih dengan penyelenggaraan acuan yang betul.

machining

Acuan dibina melalui dua kaedah utama: pemesinan standard dan EDM. Pemesinan standard, dalam bentuk konvensionalnya, secara historis merupakan kaedah membina acuan suntikan. Dengan perkembangan teknologi, pemesinan CNC menjadi kaedah utama untuk membuat acuan yang lebih kompleks dengan perincian acuan yang lebih tepat dalam masa yang lebih singkat daripada kaedah tradisional.

Proses pemesinan elektrik (EDM) atau proses hakisan percikan telah banyak digunakan dalam pembuatan acuan. Selain memungkinkan pembentukan bentuk yang sukar untuk di mesin, prosesnya memungkinkan acuan pra-pengerasan dibentuk sehingga tidak diperlukan perlakuan panas. Perubahan pada acuan yang dikeraskan dengan penggerudian konvensional dan penggilingan biasanya memerlukan penyepuhlindapan untuk melembutkan acuan, diikuti dengan perlakuan panas untuk mengeraskannya semula. EDM adalah proses mudah di mana elektrod berbentuk, biasanya terbuat dari tembaga atau grafit, diturunkan dengan perlahan ke permukaan acuan (selama beberapa jam), yang direndam dalam minyak parafin (minyak tanah). Voltan yang dikenakan antara alat dan acuan menyebabkan hakisan percikan permukaan acuan dalam bentuk elektrod terbalik.

kos

Bilangan rongga yang dimasukkan ke dalam acuan akan berkorelasi secara langsung dalam kos pengacuan. Lebih sedikit rongga memerlukan kerja perkakas yang jauh lebih sedikit, jadi mengehadkan jumlah rongga secara beransur-ansur akan mengakibatkan kos pembuatan awal yang lebih rendah untuk membina acuan suntikan.

Oleh kerana bilangan rongga memainkan peranan penting dalam membentuk kos, begitu juga kerumitan reka bentuk bahagian tersebut. Kerumitan dapat disatukan ke dalam banyak faktor seperti kemasan permukaan, keperluan toleransi, benang dalaman atau luaran, perincian halus atau bilangan jalan pintas yang dapat dimasukkan.

Perincian lebih lanjut seperti jalan pintas, atau sebarang ciri yang menyebabkan perkakas tambahan akan meningkatkan kos acuan. Permukaan permukaan teras dan rongga acuan akan mempengaruhi kos.

Proses pengacuan suntikan getah menghasilkan hasil produk tahan lama yang tinggi, menjadikannya kaedah pengacuan yang paling berkesan dan menjimatkan kos. Proses pemvulkanan yang konsisten yang melibatkan kawalan suhu yang tepat mengurangkan semua bahan buangan.

Proses suntikan

Dengan cetakan suntikan, plastik berbutir dimasukkan oleh ram paksa dari hopper ke tong yang dipanaskan. Oleh kerana butiran perlahan-lahan digerakkan ke depan oleh pelocok jenis skru, plastik dipaksa masuk ke ruang yang dipanaskan, di mana ia dicairkan. Ketika pelocok maju, plastik cair dipaksa melalui muncung yang bersandar pada acuan, yang memungkinkannya memasuki rongga acuan melalui sistem gerbang dan pelari. Acuan tetap sejuk sehingga plastik mengukuh sebaik sahaja acuan diisi.

Kitaran pengacuan suntikan

Urutan peristiwa semasa acuan suntikan pada bahagian plastik disebut kitaran suntikan. Kitaran bermula apabila acuan ditutup, diikuti dengan suntikan polimer ke dalam rongga acuan. Setelah rongga diisi, tekanan penahan dipertahankan untuk mengimbangi penyusutan bahan. Pada langkah seterusnya, skru berpusing, memasukkan pukulan seterusnya ke skru depan. Ini menyebabkan skru menarik kembali semasa pukulan berikutnya disiapkan. Setelah bahagiannya cukup sejuk, acuan terbuka dan bahagiannya dikeluarkan.

Pengacuan saintifik berbanding tradisional

Secara tradisinya, bahagian suntikan proses pengacuan dilakukan pada satu tekanan berterusan untuk mengisi dan mengemas rongga. Kaedah ini, bagaimanapun, memungkinkan variasi dimensi besar dari kitaran ke kitaran. Yang lebih biasa digunakan sekarang adalah cetakan saintifik atau decoupled, kaedah yang dipelopori oleh RJG Inc. Dalam hal ini, suntikan plastik "dipisahkan" menjadi beberapa tahap untuk membolehkan kawalan dimensi bahagian yang lebih baik dan lebih banyak kitaran-ke-kitaran (biasanya disebut tembakan ke -contoh dalam industri) konsistensi. Pertama rongga diisi hingga kira-kira 98% penuh menggunakan kawalan halaju (kelajuan). Walaupun tekanan harus cukup untuk membolehkan kelajuan yang diinginkan, batasan tekanan pada tahap ini tidak diinginkan. Setelah rongga penuh 98%, mesin beralih dari kawalan kecepatan ke kawalan tekanan, di mana rongga "dikemas" pada tekanan tetap, di mana kecepatan yang mencukupi untuk mencapai tekanan yang diinginkan diperlukan. Ini membolehkan dimensi bahagian dikendalikan hingga dalam seperseribu inci atau lebih baik.

Jenis proses cetakan suntikan yang berbeza

Walaupun kebanyakan proses pengacuan suntikan diliputi oleh penerangan proses konvensional di atas, terdapat beberapa variasi pengacuan penting termasuk, tetapi tidak terhad kepada:

• lakonan die
• Pengacuan suntikan logam
• Acuan suntikan dinding tipis
• Pembentukan suntikan getah silikon cair

Senarai proses pencetakan suntikan yang lebih komprehensif boleh didapati di sini:

Penyelesaian masalah proses

Seperti semua proses industri, cetakan suntikan dapat menghasilkan bahagian yang cacat. Dalam bidang cetakan suntikan, penyelesaian masalah sering dilakukan dengan memeriksa bahagian yang rosak untuk kecacatan tertentu dan menangani kecacatan ini dengan reka bentuk acuan atau ciri proses itu sendiri. Percubaan sering dilakukan sebelum pengeluaran penuh dijalankan dalam usaha untuk meramalkan kecacatan dan menentukan spesifikasi yang sesuai untuk digunakan dalam proses suntikan.

Semasa mengisi acuan baru atau yang tidak dikenali untuk pertama kalinya, di mana ukuran tangkapan untuk acuan itu tidak diketahui, juruteknik / alat set boleh melakukan percubaan sebelum pengeluaran penuh dijalankan. Dia memulakan dengan berat tembakan kecil dan mengisi secara beransur-ansur sehingga cetakan 95 hingga 99% penuh. Setelah ini dicapai, sejumlah kecil tekanan penahan akan diterapkan dan waktu menahan meningkat sehingga pintu membeku (masa pemejalan) telah terjadi. Waktu pembekuan pintu dapat ditentukan dengan meningkatkan masa penahan, dan kemudian menimbang bahagiannya. Apabila berat bahagian tidak berubah, maka diketahui bahawa pintu pagar telah membeku dan tidak ada lagi bahan yang disuntik ke bahagian tersebut. Waktu pemejalan gerbang adalah penting, kerana ia menentukan masa kitaran dan kualiti dan ketekalan produk, yang dengan sendirinya merupakan isu penting dalam ekonomi proses pengeluaran. Tekanan penahan meningkat sehingga bahagian bebas dari sink dan berat bahagian telah tercapai.

Kecacatan acuan

Pengacuan suntikan adalah teknologi yang kompleks dengan kemungkinan masalah pengeluaran. Mereka boleh disebabkan oleh kerosakan pada acuan, atau lebih kerap oleh proses pengacuan itu sendiri.

Kaedah seperti pengimbasan CT industri dapat membantu mencari kecacatan ini secara luaran dan juga dalaman.

Had terima

Toleransi pencetakan adalah penyisihan yang ditentukan pada penyimpangan dalam parameter seperti dimensi, berat, bentuk, atau sudut, dll. Untuk memaksimumkan kawalan dalam menetapkan toleransi biasanya ada had minimum dan maksimum ketebalan, berdasarkan proses yang digunakan. Pengacuan suntikan biasanya boleh tahan dengan nilai IT sekitar 9–14. Toleransi termoplastik atau termoset yang mungkin ialah ± 0.200 hingga ± 0.500 milimeter. Dalam aplikasi khusus toleransi serendah ± 5 µm pada kedua-dua diameter dan ciri linear dicapai dalam pengeluaran besar-besaran. Kemasan permukaan dari 0.0500 hingga 0.1000 µm atau lebih baik dapat diperoleh. Permukaan kasar atau kerikil juga mungkin.

Keperluan kuasa

Kuasa yang diperlukan untuk proses pengacuan suntikan ini bergantung pada banyak perkara dan berbeza antara bahan yang digunakan. Panduan Rujukan Proses Pembuatan menyatakan bahawa keperluan daya bergantung pada "graviti spesifik bahan, takat lebur, kekonduksian terma, ukuran bahagian, dan laju pengacuan." Berikut adalah jadual dari halaman 243 dengan rujukan yang sama seperti yang disebutkan sebelumnya yang paling menggambarkan ciri-ciri yang berkaitan dengan daya yang diperlukan untuk bahan yang paling biasa digunakan.

Pengacuan robot

Automasi bermaksud saiz bahagian yang lebih kecil membolehkan sistem pemeriksaan mudah alih memeriksa lebih banyak bahagian dengan lebih cepat. Selain memasang sistem pemeriksaan pada peranti automatik, robot pelbagai paksi dapat mengeluarkan bahagian dari acuan dan meletakkannya untuk proses selanjutnya.

Contoh tertentu termasuk mengeluarkan bahagian dari acuan sebaik sahaja bahagian dibuat, serta menerapkan sistem penglihatan mesin. Sebuah robot mencengkam bahagian tersebut setelah pin ejektor dilanjutkan untuk membebaskan bahagian tersebut dari acuan. Ia kemudian memindahkannya ke lokasi penahanan atau langsung ke sistem pemeriksaan. Pilihannya bergantung pada jenis produk, serta susunan umum peralatan pembuatan. Sistem penglihatan yang dipasang pada robot mempunyai kawalan kualiti yang sangat baik untuk memasukkan bahagian yang dibentuk. Robot bergerak boleh menentukan ketepatan penempatan komponen logam dengan lebih tepat, dan memeriksa lebih cepat daripada yang dapat dilakukan manusia.

Galeri